Desvendando a anatomia do sistema subterrâneo da orquídea Cleistes libonii Rich. ex Lindl. (Vanilloideae, Orchidaceae)

Abstract

A família Orchidaceae é notável por sua vasta diversidade, compreendendo cerca de 31.400 espécies válidas. As orquídeas possuem ampla distribuição global, exceto na Antártida, e são particularmente diversas em climas tropicais e subtropicais. As espécies podem ser epífitas, rupícolas ou terrícolas. O gênero Cleistes Rich. ex Lindl. pertence à subtribo Pogoniinae (Vanilloideae) e é composto por plantas terrícolas, herbáceas e com raízes tuberosas. A presença das raízes tuberosas é uma sinapomorfia relevante para a segregação do gênero em análises filogenéticas. No entanto, havia uma lacuna de informações precisas sobre esses órgãos de reserva. Para elucidar a identidade do órgão subterrâneo de C. libonii, o estudo empregou microscopia de luz e microscopia eletrônica de varredura. As amostras foram coletadas em Gaspar, SC. Os resultados morfológicos e anatômicos demonstraram que o órgão de reserva de C. libonii é, de fato, uma raiz. As análises revelaram a presença de velame e pelos radiculares, além de cilindro vascular poliarco com xilema exarco, características diagnósticas de raízes. Diferentemente das raízes tuberoides típicas de outras orquídeas, essa raiz de Cleistes é fusiforme a alongada e possui uma gema terminal, o que levou à sua classificação como também raiz gemífera. A associação com fungos micorrízicos foi observada, com a presença de hifas na superfície dos pelos radiculares e pelotões no córtex, inclusive próximo à base da gema. A medula do órgão de reserva é ampla e parenquimática, com acúmulo de amido. A análise da base do broto e do caule mostrou uma transição anatômica, com a reorganização dos elementos vasculares de xilema exarco (típico de raiz) para endarco (típico de caule), formando feixes colaterais. Desse modo, observando uma transição entre estrutura anatômica de raiz para caule

The Orchidaceae family is notable for its vast diversity, comprising approximately 31,400 valid species. Orchids have a wide global distribution, with the exception of Antarctica, and are particularly diverse in tropical and subtropical climates. Species can be epiphytic, rupicolous, or terrestrial. The genus Cleistes belongs to the subtribe Pogoniinae (Vanilloideae) and is composed of terrestrial, herbaceous plants with tuberous roots. The presence of these tuberous roots is a relevant synapomorphy for the segregation of the genus in phylogenetic analyses. However, there was a gap in precise information about these storage organs. To elucidate the identity of C. libonii's underground organ, the study employed light microscopy and scanning electron microscopy. Samples were collected in Gaspar, SC. Morphological and anatomical results demonstrated that C. libonii's storage organ is, in fact, a root. Analyses revealed the presence of velamen and root hairs, as well as a polyarch vascular cylinder with exarch xylem, which are diagnostic characteristics of roots. Unlike the typical tuberous roots of other orchids, this Cleistes root is fusiform to elongated and possesses a terminal bud, leading to its classification as a gemmiferous root. Association with mycorrhizal fungi was observed, with the presence of hyphae on the surface of root hairs and pelotons in the cortex, including near the base of the bud. The medulla of the storage organ is wide and parenchymatous, with starch accumulation. Analysis of the bud and stem base showed an anatomical transition, with the reorganization of vascular elements from exarch xylem (typical of roots) to endarch (typical of stems), forming collateral bundles. Although the identity of the storage organ as a gemmiferous root has been established, the study highlights the need for future investigations into the ontogeny of the species' subterranean and stem structures